Поправки по шуму, при одновременном использовании источников с различными уровнями звукового давления

Разность двух складываемых уров­ней, дБ
Добавка к более высокому уровню, необходимая для получения суммарно­го уровня, дБ		2,5		1,8	1,5	1,2		0.8	0,6	0,5	0,4	0,2

 

Требуемый уровень снижения шума до нормативного составит

, дБ (3.3)

Для локализации наиболее шумных машин и механизмов используют звукоизолирующие кожухи. Акустическая эффективность кожуха (дБ) определяется по формуле

DL_к = R_к + 10 lga_обл, дБ (3.4)

где R_к - звукоизоляция стенок кожуха; a_обл - коэффициент звукопоглощения материала кожуха, для двухслойного кожуха.

, (3.5)

где a₁ и a₂ - коэффициенты звукопоглощения каждого слоя.

Если стенки кожуха не имеют звукопоглощающей облицовки, то эффективность кожуха определяют по формуле

, (3.6)

где S_к – площадь поверхности кожуха, м²; S_ист – площадь поверхности машины, создающей шум, м².

Звукоизоляцию R_к, дБ, ограждения однослойного или из нескольких, жестко связанных между собой слоев можно рассчитать по полуэмпирической формуле

R_к = 20 lg(m×f) – 47,5, дБ, или R_к = 20 lg(r×d×f) – 47,5, дБ, (3.7)

где m – поверхностная масса ограждения, кг/м²; f - частота колебаний, Гц; r - плотность материала, кг/м³; d - толщина стенки материала, м.

Снижение шума можно достичь путем установки виброизоляторов. Расчет резиновых виброизоляторов состоит в определении их размеров и определении эффективности виброизоляции.

Площадь резиновых виброизоляторов рассчитывается по формуле

, см², (3.8)

где Р– общая масса установки, кг; s – допустимая удельная нагрузка для резины, кг/см².

Площадь одного резинового виброизолятора будет равна

, (3.9)

где n – число резиновых виброизоляторов.

Высоту виброизоляторов определяют из уравнения

, см (3.10)

гдеЕ – динамический модуль упругости, кг/см²; К - необходимая суммарная жесткость виброизоляторов, опреде­ляемая по формуле

, кг/см (3.11)

где f_с – необходимая частота собственных вертикальных колебаний, Гц; g = 9,81 м/с².

, Гц (3.12)

где f – основная расчетная частота вынуждающей силы, определяемая по формуле

f = n/60, Гц, (3.13)

где n – частота вращения вала электродвигателя, об/мин; a - коэффициент виброизоляции, рекомендуют принимать при динамической балансировке a ³ 3.

Для устойчивой работы виброизоляторов, при их выборе необходимо выполнить следующие условия:

1) для агрегатов с расчетной частотой вращения от 350 до 500 об/минf_max£ 0,43 f ,

2) с частотой 500 <n£ 1000 об/мин f_max = 0,4 f ,

3) для быстроходных агрегатов с частотой свыше 1000 об/мин 0,2£f_max£ £ 0,33 f.

Эффективность виброизоляции (снижение ее уровня) на резиновых опорах рассчитывается по формуле:

, дБ (3.14)

Сопоставляя полученный результат с требуемым уровнем снижения вибрации DL ³ DL_тр, делаем вывод о возможности использования виброизоляции с помощью резиновых виброизоляторов.

Условия задач

Задача 11Определить требуемый уровень снижения шума в цехе DL_тр(дБ), в котором находится 4 агрегата, создающие шум со следующими уровнями: L₁; L₂; L₃; L₄. L_доп = 80 дБ, в соответствии с вариантами задания.

Пара метры

Варианты исходных данных

L1, дБ

L2, дБ

L3, дБ

L4, дБ

Пара метры

Варианты исходных данных

L1, дБ

L2, дБ

L3, дБ

L4, дБ

Задача 12Определить ожидаемый уровень звукового давления L (дБ) уста­новки, при использовании звукоизолирующего устройства металлического кожуха толщиной d₁ (м) с внутренней облицовкой из войлока толщиной d₂ (м), в соответствии с вариантом задания. Коэффициент звукопоглощения технического войлока 0,4, коэффи­циент звукопоглощения металлического кожуха 0,01. Плотность стали при­нять равной 7900 кг/м³, плотность технического войлока 330 кг/м³.

 

Пара метры	Варианты исходных данных
Уровень зву­кового дав­ления уста­новл. DLтр,дБ
Частота шума, Гц
Толщина d1,м: для стали	0,001	0,01	0,005	0,015	0,025	0,001	0,005	0,015	0,01	0,001	0,01	0,035	0,01	0,02	0,001
Толщина d2,м: для войлока	0,05	0,01	0,01	0,05	0,025	0,015	0,01	0,025	0,02	0,15	0,25	0,01	0,01	0,05	0,025
Пара метры	Варианты исходных данных
Уровень зву­кового давления уста­новл. DLтр,дБ
Частота шума,Гц
Толщина d1,м: для стали	0,005	0,015	0,005	0,01	0,02	0,15	0,001	0,01	0,005	0,015	0,025	0,001	0,005	0,015	0,01
Толщина d2,м: для войлока	0,015	0,01	0,025	0,01	0,15	0,05	0,01	0,01	0,05	0,025	0,015	0,01	0,025	0,001	0,02

 

Задача 13 Звукоизоляция кожуха на частотеf₁ (Гц) составляетR_к1 (дБ). Найдите эффективность кожуха R_к2 (дБ) на частотеf₂ (Гц), в соответствии с вариантами задания.

 

Пара метры

Варианты исходных данных

f1 , Гц

Rк1, дБ

f2, Гц

Пара метры

Варианты исходных данных

f1 , Гц

Rк1, дБ

f2, Гц

 

Задача 14Определить требуемый уровень снижения шума в цехе DL (дБ), в котором находится 4 агрегата, создающие шум со следующими уровнями: L₁= L₂= L₃. L_доп = 80 дБ, в соответствии с вариантами задания.

Пара метры

Варианты исходных данных

L1, дБ

Пара метры

Варианты исходных данных

L1, дБ

 

 

Задача 15Рассчитать площадь S (см²) и высоту Н_из (см) резиновых виброизоляторов в виде ребристых плит устанавливаемых по углам опорной рамы, на которой расположен электродвигатель с частотой вращения n (об/мин), масса установки с опорной рамой Р (кг). Динамический модуль упругости резины Е = 40 кг/см², допустимая нагрузка F_доп= 1,0 кг/см².

 

Пара метры

Варианты исходных данных

n, об/мин

Р, кг

Пара метры

Варианты исходных данных

n, об/мин

Р, кг

 

Контрольные вопросы

1. Что такое вибрация? Виды вибрации и ее влияние на организм человека.

2. Назовите методы снижения вибраций машин и оборудования.

3. Назовите способы защиты от вибраций на транспорте.

4. Укажите способы нормирования и допустимые уровни вибрации (как для общего, так и для локального воздействия).

5. Перечислите гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия, необходимые при ежедневном воздействии вибрации на организм человека.

6. Понятие шума, единицы его измерения и классификация шумов.

7. Какие мероприятия используются для борьбы с шумом на производстве?

8. Какие изменения возникают при действии шума на организм человека?

9. Источники шума в жилой среде и мероприятия по защите населения от его неблагоприятного воздействия.

10. Средства индивидуальной защиты от шума.

11. Источники ультразвука, воздействие на человека, нормирование. Защитные мероприятия.

12. Источники инфразвука, воздействие на человека, нормирование. Защитные мероприятия.

 

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Общие сведения

Для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения:

- основная изоляция токоведущих частей;

- ограждения и оболочки;

- установка барьеров;

- размещение вне зоны досягаемости;

- применение сверхнизкого (малого) напряжения.

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении:

- защитное заземление;

- автоматическое отключение питания;

- уравнивание потенциалов;

- выравнивание потенциалов;

- двойная или усиленная изоляция;

- сверхнизкое (малое) напряжение;

- защитное электрическое разделение цепей;

- изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Основная изоляция токопроводящих частей надежно их прикрывает и выдерживает все возможные воздействия в процессе ее эксплуатации. В сети напряжением до 1 кВ сопротивление изоляции каждого ее участка должно быть не менее 0,5 МОм на фазу.

В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения на опасное расстояние выполняется посредством применения оболочек, ограждений, барьеров или размещения вне зоны досягаемости.

Когда требования к автоматическому отключению питания не могут выполнены па применение других мер защиты невозможно либо нецелесообразно для размещения электроустановок напряжением до 1 кВ используют изолирующие помещения. Изолирующие помещения, зоны, площадки – это такие помещения в которых защита при прикосновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен и в которых отсутствуют заземленные проводящие части.

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) – напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока. СНН в электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с автоматическим отключением питания. СНН используют для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освещения на станках в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и вне помещений.

Уравнивание потенциалов – электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Выравнивание потенциалов – снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.

Двойная изоляция – изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций. Дополнительная изоляция независима от основной и служит в случае ее повреждения для защиты при косвенном прикосновении.

Защитное электрическое разделение цепей – отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью:

- двойной изоляции;

- основной изоляции и защитного экрана;

- усиленной изоляции.

С помощью электрического разделения цепей можно существенно повысить степень безопасности разветвленной электрической сети большой протяженности, разделив ее на отдельные участки с помощью разделительных трансформаторов.

 

Методические указания

Электрическое сопротивление цепи человека

, (4.1)

где r_ч; r_об;r_оп - соответственно сопротивление тела человека, обуви и опорной поверхности.

При однофазном включении человека в четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью, проходящей через него ток определяется:

, А (4.2)

где U_ф - фазное напряжение, В; r_о - сопротивление рабочего заземления, Ом.

В случае двухфазного включения человека в сеть с глухозаземленной и изолированной и изолированной нейтралью, ток проходящий через него будет равен

, А (4.3)

При прикосновении к одной фазе в трехпроводной сети с изолирован­ной нейтралью сила тока, протекающего через человека, определяется

, А (4.4)

где r_из - сопротивление изоляции проводов, Ом.

При расчете искусственного заземления сначала определяется электрическое сопротивление одиночного вертикального электрода по формуле

, Ом(4.5)

где r – удельное сопротивление грунта, Ом ×м; l, d – соответственно длина, диаметр труб (м); h_о – глубина заложения полосы, м.

Рассчитывается суммарная длина горизонтального электрода l_r, сое­диняющего вертикальные электроды в контурном заземляющем устройстве

), м (4.6)

где n – число вертикальных электродов, n³ 4 шт.; а – расстояние между электродами, м;

Оценивается электрическое сопротивление этого электрода

, Ом (4.7)

где b – ширина полосы, м.

Вычисляется расчетное электрическое сопротивление заземляющего устройства расстоянию тока

(4.8)

гдеh_В, h_Г – соответственно коэффициенты экранирования стержней и полосы.

Затем сопоставляется расчетное сопротивление R с допустимым сопротивле­нием заземления. Если R>R_доп, то увеличивается число вертикальных электродов n и длина горизонтального электрода l_r. Операции по расчету повторяются по формулам до тех пор, пока будет удовлетворено условие R<R_доп. Значенияh_В и h_Г определяются для заданных условий по таблице. Величина R_доп принимается равной 4 Ом, а при мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее R_доп = 10 Ом.

 

Таблица 4.1

Зависимостьh_В и h_Г от числа электродов,при а = l

Число вер­тикальных электродов n, шт
Значения, hГ	0,45	0,4	0,34	0,27	0,22	0,2	0,19
Значения, hВ	0,69	0,61	0,56	0,47	0,41	0,39	0,36

 

При системе зануления электрооборудования пробой изоляции на кор­пус превращается в однофазное короткое замыкание. Сила тока короткого замыкания рассчитывается по формуле

, А (4.9)

где R_тр- сопротивление трансформатора; r_ф.пр и R₀сопротивленияфазного и нулевого проводников соответственно.

Номинальная сила тока плавкого предохранителя определяется

, А (4.10)

гдеК - коэффициент надежности.

Напряжение прикосновения

, (4.11)

где R_о- сопротивление нулевого провода.

При использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей сопротивление растеканию заземляющего устройства R (Ом) должно оцениваться по формуле

, (4.12)

где S - площадь, ограниченная периметром здания, м²; r_Э - удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом×м.

Для расчетаr_Э в Ом×м следует использовать формулу

, (4.13)

где r₁ – удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом·м; r₂ – удельное электрическое сопротивление нижнего слоя, Ом·м; h₁ – толщина верхнего слоя земли, м; a, b – безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли.

Если r₁>r₂, a=3,6, b=0,1; если r₁<r₂, a=1,1×10², b=0,3×10^-2.

Напряжение шага – это напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека.

При расположении одной ноги человека на расстоянии х от заземлителя и ширине шага х_ш (обычно принимается х_ш = 0,8 м)

, В. (4.14)

Ток, обусловленный напряжением шага,

, А. (4.15)

 

Условия задач

Задача 16 Определить силу тока I_ч (мА), проходящего через человека при неблагоприятной и благоприятной ситуациях, в случаях однофазного вклю­чения в трехпроводную трехфазную сеть напряжением U = 380 В с изолиро­ванной нейтралью и четырехпроводную с глухозаземленной нейтралью:

а) неблагоприятные условия: человек прикоснулся к одной фазе, стоит на токопроводящем полу (металлическом), обувь сырая. Сопротивле­ние - тела человека R_ч, обуви r_об = 0, опорной поверхности ног r_оп = 0; рабочего заземления r_о, изоляции проводов r_из;

б) благоприятные условия: обувь сухая на резиновой подошве r_об= 50 (кОм); человек стоит на сухом деревянном полу r_оп = 150 (кОм),

в соответствии с вариантами задания.

 

Пара метры	Варианты исходных данных
Rч, кОм	1,0	1,1	1,2	1,3	0,2	0,3	0,4	0,5	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1
rо, Ом
rиз, МОм	0,1	0,2	0,5	0,4	0,6	0,4	0,8	0,7	1,2	1,3	1,5	1,4	0,3	0,9	0,8
Пара метры	Варианты исходных данных
Rч, кОм	2,2	2,4	3,3	4,0	1,6	1,5	1,9	1,8	1,7	2,0	2,3	2,2	2,4	3,2	4,0
rо,Ом
rиз, МОм	0,4	0,5	0,7	0,9	1,3	1,4	1,6	1,2	0,5	0,8	0,75	0,5	0,65	0,85	0,95

 

Задача 17 Электропитание цеха напряжением 380 В осуществляется от трансформатора с глухозаземленной нейтралью. Сопротивление транс­форматора R_тр (Ом), сопротивление участков проводов длиной 100 м,r_пр (Ом), сопротивление магистрали R_м (Ом). Требуется определить ток ко­роткого замыкания I_КЗ (А) в случае пробоя изоляции на корпус электроустанов­ки; номинальный ток плавких вставок предохранителей I_НП (А); величину напряже­ния прикосновения U_пр (В), коэффициент надежности равен 3, сопротивление нуле­вого провода R₀ (Ом), в соответствии с вариантами задания.

 

Пара метры	Варианты исходных данных
Rтр, Ом	0,13	0,15	0,14	0,17	0,18	0,24	0,23	0,25	0,24	0,26	0,27	0,28	0,29	1,10	1,30
rпр,Ом	1,50	1,65	1,73	1,55	1,20	1,80	1,82	1,45	1,60	1,40	1,50	1,60	1,70	1,45	1,85
Rм, Ом	0,65	0,70	0,75	1,00	2,50	2,80	1,70	0,50	0,75	0,80	0,85	1,20	1,60	1,45	1,90
R0, Ом	1,75	1,80	1,85	2,00	1,90	1,95	2,50	2,00	1,80	1,70	1,82	1,85	1,95	1,94	1,98
Пара метры	Варианты исходных данных
Rтр, Ом	1,15	1,20	1,70	1,40	0,20	0,25	0,30	0,40	0,45	1,50	1,54	1,65	2,00	2,30	2,50
rпр,Ом	1,35	1,75	1,82	1,85	1,75	1,80	1,85	1,90	2,00	2,20	2,50	2,65	2,85	2,95	3,05
Rм, Ом	1,85	2,00	2,25	1,90	1,10	1,25	1,35	1,54	1,75	1,85	1,95	1,98	2,00	2,15	2,30
R0, Ом	2,00	2,40	2,80	3,00	1,10	1,30	1,50	1,70	1,80	1,90	2,10	2,20	2,30	2,40	2,50

 

Задача 18 Является ли опасным шаговое напряжение U_ш(В) и величина переменного тока I_чш (мА) для человека, находящегося в зоне его растекания от упавшего на грунт с удельным электрическим сопротивлением r (Ом×м) провода под напряжением и создавшего ток замыкания I_з (А),в соответствии с вариантами задания. Размер шага человека при расчете принять равным х_ш=0,8 м, а сопротивление тела R_ч(Ом). Он находится в зоне растекания тока на расстоянии

х (м) от упавшего провода. Опасность напряжения оценить сравнением с пороговым значением безопасного напряжения U_б= 50 В, а силы тока – сравнением с пороговым отпускающим I_п= 10 мА.

 

 

Пара метры

Варианты исходных данных

ρ, Ом∙м

Iз, А

Rч, Ом

х, м

Пара метры

Варианты исходных данных

ρ, Ом∙м

Iз, А

Rч, Ом

х, м

 

Задача 19 Определить силу тока короткого замыкания I_кз(А) фазы на корпус оборудования и соответствующее ему напряжение прикосновения U_пр(В) к нему, до срабатывания защиты для сети с фазным напряжением U_ф (В), питаемой трансформатором с заземленной нейтралью, имеющим сопротивления обмоток, фазного и нулевого проводов соответственно r_тр, r_ф.пр, R₀,Ом, в соответствии с вариантами задания. Величину напряжения прикосновения сопоставить с безопасным и равным U_б = 50 В.

 

 

 

 

Пара метры	Варианты исходных данных
Uф, В
rтр, Ом	0,70	0,80	0,75	0,90	0,85	1,00	0,95	1,10	0,65	0,90	0,70	0,80	0,75	0,90	0,85
rф.пр, Ом
R0, Ом	0,20	0,30	0,25	0,40	0,35	0,40	0,45	0,50	0,60	0,55	0,45	0,50	0,30	0,25	0,40
Пара метры	Варианты исходных данных
Uф, В
rтр, Ом	1,00	0,95	1,10	1,15	0,80	0,75	0,90	0,85	1,00	0,95	1,10	1,15	0,70	1,20	1,00
rф.пр, Ом
R0, Ом	0,35	0,40	0,45	0,50	0,45	0,50	0,30	0,25	0,40	0,35	0,40	0,45	0,50	0,40	0,30

 

 

Задача 20 Установить, соответствует ли допустимому сопротивлению R_доп (Ом) сопротивление растеканию тока R_з (Ом) железобетонного фундамента, используемого в качестве естественного защитного заземления, площадью S=3000 м² производственного здания, расположенного на грунте, верхний слой которого толщиной h₁= 3,7м представлен песком с удельным электрическим сопротивлением r₁=500 Ом×м, а нижний – суглинком с r₂=130 Ом×м, в соответствии с вариантами задания. Безразмерные коэффициенты α и β, зависящие от соотношения ρ₁ и ρ₂, равным соответственно 3,6 и 0,1. Допустимое сопротивление защитного заземления R_доп не должно превышать 4 Ом.

 

Пара метры	Варианты исходных данных
S , м2
h1, м	3,0	2,5	3,7	3,0	2,5	3,5	2,5	3,5	3,3	3,1	2,9	3,2	2,2	3,6	3,7
ρ1, Ом∙м
ρ2, Ом∙м
Пара метры	Варианты исходных данных
S , м2
h1, м	2,2	3,3	2,7	3,4		2,5	3,7		2,5	3,5	2,5	3,5		2,5	3,5
ρ1, Ом∙м
ρ2, Ом∙м

Контрольные вопросы

1. Поясните, в чем разница средств индивидуальной (СИЗ) и коллективной (СКЗ) защиты.

2. Объясните принцип действия защитного заземления, его назначение и конструктивное исполнение.

3. Объясните принцип действия защитного зануления, его назначение и конструктивное исполнение.

4. Каково назначение устройств защитного отключения.

5. Перечислите факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.

6. Дайте определения следующим понятиям: напряжение шага, напряжение прикосновения, токоведущая часть, электроустановка.

7. Какие существуют средства защиты человека от прямого и косвенного прикосновения?

8. Перечислите существующие системы заземления.

9. Действие электрического тока на человека, виды поражения электрическим током.

10. Перечислите наиболее опасные пути тока в теле человека.